Согласно современным представлениям почва – это биокосное природное тело, образовавшееся на поверхности Земли в результате воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов и представляющее собой открытую четырехфазную динамичную систему.
Первая фаза – твердая, состоящая из первичных и вторичных минералов, органических веществ растительного и животного происхождения, а также продуктов их взаимодействия. Эта среда наименее динамичная и является каркасом для других фаз; она характеризуется такими признаками как минералогический, гранулометрический и химический состав.
Вторая фаза – жидкая (почвенный раствор), которая является источником питания растений. Источниками почвенных растворов являются атмосферные осадки, вода водоносных горизонтов и конденсационная влага. Почвенный раствор характеризуются динамичностью, так как изменяется при взаимодействии с твердой и газовой фазами почв, а также в связи с колебанием влажности почвы.
Третья фаза – газообразная (почвенный воздух), наиболее динамичная составная часть почвы. Она служит источником кислорода для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов и почвенной фауны. Состав почвенного воздуха сильно отличается от атмосферного: в нем больше содержится азота и углекислого газа и меньше – кислорода: N – от 78 до 80 %; О2 – 20,0-0,01%; СО2 –0,01-20,0%; присутствуют летучие органические соединения, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Выделение СО2 из почвы в приземный слой атмосферы называется дыханием почвы.
Ч етвертая фаза – живая. Это совокупность всех живущих в почве живых организмов: микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли), мелких беспозвоночных (простейшие, черви, насекомые и их личинки, паукообразные и моллюски).
Твердая фаза почвы состоит из минеральной и органической части.
В понятие минеральной части почвы входит химический состав почвы, минералогический и гранулометрический.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ
В почвах представлены практически все встречающиеся в природе химические элементы. Наиболее высокое содержание в составе минеральной части почв приходится на долю О2, Si, Al, Fe, Ca, Mg, С, K, Na, Mn, S, P, N. По содержанию кислорода, кремния, углерода и азота почва очень сильно отличается от материнской горной породы.
Содержание основных химических элементов в почвах:
-Кислород- О2 - около 50% (входит в состав минералов, гумуса, простых солее и т.д);
- Кремний -Si – 20-33%, находится преимущественно в составе минералов, частично – в составе гумуса и органо-минеральных комплексов;
- Алюминий и железо - Al, Fe – в сумме 9-12%, также входят в состав первичных и вторичных минералов, гумуса и органо-минеральных комплексов;
- Кальций и магний – Ca + Mg – 2-3%, находятся в первичных и вторичных минералов и гумуса, являются питательными элементами, участвуют в создании физических свойств;
- Калий- K, - 1,0-1,5%, находится в основном в составе минералов, частично – в гумусе, важный питательный элемент для растений, малодоступен растениям;
- Фосфор –Р – около 0,1%, преобладает в составе минералов, малодоступен растениям, является важным питательным элементом;
- Углерод –С, в почве от 1,0 до 10,0%, что в 20 раз больше, чем в горной породе, практически полностью сосредоточен в органических соединениях, гл. образом в гумусе;
- Азот – N около 0,2-0,5%, находится в основном в составе гумуса.
По абсолютному содержанию (в процентах к массе почвы) все химические элементы подразделяются на несколько групп:
1. Первая группа включает кремний и кислород, содержание которых составляет десятки процентов, а в сумме они могут составлять 80-90 % почвенной массы.
2. Вторая группа включает элементы, содержание которых в почве меняется от целых до десятых долей процентов (Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, N, P, С). Первая и вторая группы – называются макроэлементами.
3. Третья группа – микроэлементы, представлена такими элементами как Тi, Mn,, S и др., их количество в почвах выражается сотыми и десятыми долями процента.
МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ
Почвы состоят из первичных и вторичных минералов. Минералогический состав почв унаследован от материнских пород, но в определенной степени видоизменен вследствие почвообразования.
Первичные образовались из магмы, к ним относятся кварц, полевые шпаты (ортоклаз, альбит, авгит), апатит и другие. Первичные минералы имеют жесткую кристаллическую решетку, не обладают поглотительной способностью, влагоемкостью, набухаемостью; в процессе почвообразования частично постепенно разрушаются, при этом из некоторых высвобождаются калий (например, из ортоклаза, нефелина) или фосфор (из фосфорита).
Вторичные минералы возникли из первичных в результате химического и биологического выветривания, а также в результате осадконакопления. Важнейшие из них: оксиды и гидроксиды железа, кремния, алюминия; глинистые минералы (каолинит, гидрослюды, монтмориллонит, вермикулит и др.), минералы простых солей (кальцит, доломит, фосфаты, нитраты, сода, гипс).
Вторичные минералы выполняют важные функции в почвах. Важным свойством для вторичных глинистых минералов, обладающих подвижной кристаллической решеткой, является дисперсность, набухаемость, поглотительная способность, влагоемкость. В связи с этим обеспечивают питательный режим почв, физические свойства, аккумуляцию гумуса и, в цело, плодородие почв.